虚析构 / 构造函数辨析 + 特殊成员函数

一、为什么析构函数要声明为虚函数？（面试必背）

一个对象通过基类指针/引用被 delete 时：

• 若析构非虚 → 静态绑定，只调用基类析构，派生类资源不会释放 → 未定义行为 / 内存泄漏（派生类成员、子对象不析构）。
• 若析构虚 → 动态绑定到实际类，顺着继承链从最派生类逐层向上调用各层析构，完整释放。

class Base { public: ~Base(); };              // 非虚
class Derived : public Base { int* p = new int; };

Base* b = new Derived();
delete b;    // ❌ 只调 Base::~Base，Derived::p 泄漏；标准明确此为 UB

→ 只要类会被当作基类多态使用，析构就必须是 virtual。

反面问题

1. 不需要多态或不做基类的类，析构写成虚会增加 vptr/vtable 开销 + 阻止对象按值布局，故「默认没必要都虚，仅当该类作为多态基类时才虚」。
2. 但实际工程惯例：凡是写了虚函数的类，几乎都应把析构写成虚（因为意味着会被多态持有）。

记忆顺口溜

只要“指针指基、实际是派生”，delete 时要走“最派生→向上”完整链，基类析构必须 virtual，否则只炸最上层。

二、为什么构造函数不能是虚函数？

• vptr 此时还不存在：对象构造时 vptr 尚在建立，动态绑定需要 vtable，而构造阶段无法查最终类型的表（最终对象还没成型）。
• 语义不存在：构造无法「重写」，不能对「还没构造出来的对象」发生多态。
• 我们讨论的对象类型在构造时由 new 表达式就已确定（new Derived 就是在构造 Derived），并不需要虚构造函数来决定建哪个类。

三、为什么构造/析构函数内部调用虚函数不会多态？

• 构造时 vptr 指向「当前正在构造的那一层」的表，尚未指向最派生类 → 调用的是本类的虚函数实现（静态绑定）。
• 析构时 vptr 同样逐层回退，先执行最派生析构再到基类——每层调用该层可见版本。
• 因此在基类构造函数里调虚函数，不会调到派生类的覆写。这是 C++ 与 Java/C# 的一大差异点（它们会调最终 override，容易踩构造未完成调虚的坑）。

四、防踩坑：从构造函数中调虚函数/多态初始化

经典做法是「非虚的 init + 派生类重写策略函数（template method pattern）」，或把构造逻辑上移到可安全多态的阶段；直接在建里做多态是错的。

五、6 个特殊成员函数（C++11 后）

#	函数	默认行为	何时应手动
1	默认构造	逐成员默认构造	需要特定初值/资源时
2	析构	逐成员析构	持有原始资源时
3	拷贝构造	逐成员拷贝(shallow)	深拷贝语义时（Rule of Three/Five）
4	拷贝赋值	逐成员拷贝	同上
5	移动构造(C++11)	逐成员移动（无则退化拷贝）	优化 / 语义
6	移动赋值(C++11)	同上	优化

Rule of Three / Five：需要自定义析构、拷贝构造、拷贝赋值之任一 → 通常三者都要（旧规则为 Three；C++11 起 + 两个移动为 Five）。反之需求三则必写一，否则默认浅拷贝造成 double free。

=default 与 =delete：=default 显式请求默认实现（如想让移动保留）；=delete 删除（禁拷贝/禁默认构造）。

六、const/引用成员的 6 特殊成员坑

含 const 或引用 数据成员的类：拷贝赋值/移动赋值为删除（无法给 const/ref 重新赋值），只能用拷贝/移动构造。只读对象常用引用成员则只能构不能赋。

七、三规则示例（为什么都写）

class Buffer {
    char* p_;
public:
    explicit Buffer(int n) : p_(new char[n]) {}
    ~Buffer() { delete[] p_; }
    Buffer(const Buffer& o);      // 需深拷贝
    Buffer& operator=(const Buffer& o); // 深拷贝
    Buffer(Buffer&& o) noexcept;  // 移动
    Buffer& operator=(Buffer&& o) noexcept;
};

只写析构不写拷贝 → 拷贝会造成两个对象共享 p_，双析构 → double free。